溶胶-凝胶法制备尖晶石Cu-SCO空穴传输层结合两亲性聚合物界面修饰实现高效稳定锡基钙钛矿太阳能组件

针对无机空穴传输材料(HTM)界面缺陷问题，研究人员开发了Cu2+掺杂SnCo2O4(Cu-SCO)新型HTM，并创新性引入两亲性共聚物PTSN作为界面修饰剂。通过溶胶-凝胶法制备大面积Cu-SCO薄膜，结合PTSN的多重界面调控功能，使锡基钙钛矿太阳能模块(TPSM)转换效率提升至10.4%，为溶液加工无机HTM在大面积光伏器件中的应用提供新策略。

　　

这项突破性研究展示了一种创新的材料组合策略——通过溶胶-凝胶工艺制备的铜掺杂锡钴氧(Cu-SCO)尖晶石空穴传输层(HTL)，与精心设计的两亲性聚合物(PTSN)界面层协同作用，显著提升了锡基钙钛矿太阳能模块(TPSM)的性能。

研究团队巧妙设计了具有"双亲"特性的中性给体-受体共聚物PTSN，其分子结构包含疏水性异丙基三苯胺(i-Pr-TPA)单元和亲水性环戊二噻吩衍生物(CPDT-A)。这种独特的分子架构不仅促进了空穴传输，更通过胺基氮和噻吩硫原子与钙钛矿及Cu-SCO层的金属离子配位作用，实现了三重功能：作为辅助空穴传输层(co-HTL)、界面交联剂和缺陷钝化剂。

红外光谱(IR)和X射线光电子能谱(XPS)分析证实，PTSN的π电子体系与Cu-SCO产生显著相互作用。这种分子级界面工程使器件转换效率突破至10.4%，较未修饰体系提升20%。更令人振奋的是，该技术采用可规模化生产的溶液加工工艺，制备的Cu-SCO薄膜兼具优异透光性和空穴迁移率，为开发大面积、低成本锡基钙钛矿光伏器件开辟了新途径。